[發明專利]一種半導體激光器芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 201811538852.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109638639A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 顏建;蔣培
• 申請（專利權）人: 蘇州矩陣光電有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/323
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 朱靜謙

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種半導體激光器芯片及其制作方法，其中半導體激光器芯片包括：雙面拋光襯底、激光器外延結構以及太陽能電池外延結構；激光器外延結構設置于雙面拋光襯底的正面；太陽能電池外延結構設置于雙面拋光襯底的背面；金屬熱沉，設置于激光器外延結構遠離雙面拋光襯底的一側，與激光器外延結構的電極連接；太陽能電池外延結構的P面電極通過金線與金屬熱沉連接，雙面拋光襯底為N型摻雜的GaAs或InP，厚度為300?400μm，且其摻雜濃度大于1E19cm³。在雙面拋光襯底的正反面分別生長半導體激光器外延結構與太陽能電池外延結構，用金線和熱沉實現電氣連接，使半導體激光器芯片能夠依靠自身結構中的太陽能電池供電，提高器件的集成度。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種半導體激光器芯片及其制作方法。

背景技術

由于其能帶結構和化學穩定性，為諸如Al、Ga或In的III族元素和V族元素N的化合物的氮化物半導體對于發光元件和功率元件等是有前途的半導體材料。因此，已經嘗試了氮化物半導體的各種應用，這些應用之一是用作諸如光盤驅動器的光學信息記錄裝置的光源的氮化物半導體激光器元件。近年來，由于GaN基板的使用、晶體生長技術的進步、良好設計的元件結構、改善的晶片處理技術以及其他因素，氮化物半導體激光元件已經實現了可靠性和成本降低，并且已經產生了作為商用產品的市場。

由于氮化物半導體的短振蕩波長，對于氮化物半導體作為熒光材料激發光源的期望也是非常高的。熒光材料激發光源的典型應用是使用氮化物半導體的白光LED。近年來，由氮化物半導體制造的高功率激光器在需要方向性和高功率的下一代定向燈(directionallight)和電視機等中的使用也引起了人們的注意。在這些應用中，半導體激光器需要額外的外部電源供電，這樣不利于分離器件的集成化。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中激光器芯片工作需要額外的外部電源供電，導致器件集成化程度較低的缺陷，從而提供一種半導體激光器芯片及其制作方法。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

根據第一方面，本發明實施例提供了一種半導體激光器芯片，包括：

雙面拋光襯底；

激光器外延結構，設置于所述雙面拋光襯底的正面；

太陽能電池外延結構，設置于所述雙面拋光襯底的背面；

金屬熱沉，設置于所述激光器外延結構遠離所述雙面拋光襯底的一側，與所述激光器外延結構的電極連接；

金線，所述太陽能電池外延結構的P面電極通過金線與所述金屬熱沉連接；

其中，所述雙面拋光襯底為N型摻雜的GaAs或InP，厚度為300μm至400μm，且其摻雜濃度大于1E19cm³。

可選地，太陽能電池外延結構和激光器外延結構的外延層的晶格常數與雙面拋光襯底的晶格常數一致。

可選地，在雙面拋光襯底為GaAs襯底時，激光器外延結構為AlGaAs結構的半導體激光器。

可選地，太陽能電池外延結構為GaAs子電池和GaInP子電池組成的多結太陽能電池。

可選地，在激光器外延結構表面形成脊形波導區。

可選地，在太陽能電池外延結構上層形成減反射膜。

可選地，半導體激光器芯片與太陽能電池外延結構的尺寸一致。

根據第二方面，本發明實施例提供了一種半導體激光器芯片的制作方法，包括如下步驟：

選取雙面拋光襯底；